- 科技成果 | 南工大團(tuán)隊光促自由基加成裂解策略有望助力新藥開發(fā)
- 發(fā)布日期：2022-06-29
“實驗通過進(jìn)一步利用氮中心自由基引發(fā)1,5攫氫和后續(xù)遠(yuǎn)程官能化實現(xiàn)了多取代β-氨基酮類化合物的高效構(gòu)建，該轉(zhuǎn)化具有原子經(jīng)濟(jì)性高、反應(yīng)條件溫和、底物適用范圍廣和區(qū)域選擇性高等優(yōu)點。”南京工業(yè)大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院馮超教授團(tuán)隊研發(fā)出一種新穎的自由基加成誘導(dǎo)β-裂解策略，具有四大突出優(yōu)勢，日前，該研究成果《自由基加成誘導(dǎo)β-裂解及其參與的遠(yuǎn)程官能化研究》在國際高水平期刊Chem上刊出。
“自由基作為一種高活性物種，其參與的反應(yīng)具有類型多樣、官能團(tuán)兼容性廣等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于藥物合成、高分子聚合等諸多領(lǐng)域。”論文通訊作者馮超教授介紹，近年來，自由基合成轉(zhuǎn)化得到了快速發(fā)展，但是自由基中間體的生成通常需要高溫、紫外光輻射等苛刻條件或依賴于高活性前體。馮超表示，得益于可見光催化反應(yīng)的蓬勃發(fā)展，近來在溫和條件下產(chǎn)生各類自由基中間體的方法也相繼得到開發(fā)。其中，β-裂解作為自由基中間體的基元反應(yīng)雖然也得到一定發(fā)展，但總體受到的關(guān)注仍然較少。“目前已報道的可見光催化β-裂解反應(yīng)雖然在過去幾年中取得了顯著的進(jìn)展，但仍存在著明顯的局限性：原料本身固有的性質(zhì)對催化劑要求較高。此外，常規(guī)方法中所解離的分子片段往往作為廢棄物未加利用，大大降低了反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性，也不符合綠色低碳的理念。”論文共同第一作者李欣同學(xué)介紹。
針對現(xiàn)有自由基β-裂解反應(yīng)的局限性，馮超教授團(tuán)隊開發(fā)了一種新穎的自由基加成誘導(dǎo)β-裂解的策略。該策略將自由基產(chǎn)生與后續(xù)的β-裂解步驟分離，使得自由基產(chǎn)生不再受底物自身性質(zhì)限制，大大拓展了反應(yīng)的適用范圍。2018年，馮超教授團(tuán)隊報道了基于該策略的首項成果，利用烯醇醚衍生物作為含碳和氮片段的共同來源，實現(xiàn)了非活化烯烴的碳胺化反應(yīng)。近期，該團(tuán)隊進(jìn)一步發(fā)展了一種以4-異噁唑啉衍生物為受體，通過自由基加成/β-裂解的串聯(lián)過程高效構(gòu)建β-氨基酮衍生物的策略。論文共同第一作者水洋表示，在實驗中，他們發(fā)現(xiàn)通過對底物結(jié)構(gòu)的調(diào)控，該方法還可以進(jìn)一步實現(xiàn)遠(yuǎn)程碳?xì)滏I的官能化，經(jīng)過一步反應(yīng)構(gòu)建多個官能團(tuán)，極大提高了反應(yīng)效率。該反應(yīng)具有原子經(jīng)濟(jì)性高、條件溫和、底物范圍廣、區(qū)域選擇性和立體選擇性高等優(yōu)點。
此類自由基加成誘導(dǎo)β-裂解的策略為高效構(gòu)建復(fù)雜β-氨基酮衍生物提供了高效便捷的新途徑，適用于多種類型底物，充分證明了該方法的實用性。“β-氨基酮類化合物具有多樣的活性，如局部麻醉、中樞神經(jīng)興奮、肌肉松弛等，因此是藥物合成中的重要結(jié)構(gòu)，具有重要價值。”馮超介紹說，我們生活中常見的達(dá)克羅寧、托哌酮、洛貝林等藥就含有此類片段，因此團(tuán)隊研發(fā)出的加成裂解新策略有望在新藥開發(fā)中獲得廣泛的應(yīng)用。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、江蘇省特聘教授計劃、江蘇省杰出青年基金的大力支持。
另悉，Chem是Cell Press旗下的綜合化學(xué)期刊。創(chuàng)刊于2016年7月，是Cell的第一份自然科學(xué)類姐妹刊，Chem致力于推廣化學(xué)及其交叉領(lǐng)域的創(chuàng)造性突破，刊發(fā)旨在解決全球性挑戰(zhàn)的前沿應(yīng)用和基礎(chǔ)研究成果。
